Wärmebehandlung: Glühverfahren der Stähle

Summary

Das Video skizziert verschiedene Wärmebehandlungsverfahren für Stähle, die sowohl die Eigenschaften als auch das Gefüge des Materials beeinflussen. Es erläutert, wie durch die Wärmebehandlung unerwünschte Gefügeänderungen rückgängig gemacht und teilweise sogar neue Eigenschaften erzielt werden können. Die Methoden umfassen das Normalglühen, das Weichglühen, das Grobkorngrün, das Kristallisationsgrün und das Spannungsarmglühen. Jeder dieser Prozesse wird detailliert beschrieben, einschließlich der Temperaturbereiche und der Auswirkungen auf die Materialeigenschaften. Das Video betont die Bedeutung von Wärmebehandlungen für die Verbesserung der Verformbarkeit, die Reduzierung von Eigenspannungen und die Steigerung der Zerstörungsfestigkeit von Stahlwerkstoffen.

Takeaways

• 🔧 Die Eigenschaften von Stahl können durch Wärmebehandlungsverfahren beeinflusst werden, um unerwünschte Gefügeänderungen rückgängig zu machen oder neue Eigenschaften zu erzielen.
• 🌡️ Beim Normalglühen wird Stahl bis knapp über die γ-α-Umwandlungstemperatur erwärmt, um ein homogenes Perlitgefüge zu erhalten, das nach dem Abkühlen verliert.
• 🔥 Beim Weichglühen werden Stähle unterhalb der γ-α-Umwandlungstemperatur erwärmt, um eine kugeligen Zementitgefüge zu erhalten, das besser verformbar ist.
• 🌟 Beim Grobkörnig-Grünen wird Stahl zwischen 950°C und 1100°C erwärmt, um die Korngrenzen durch Atomdiffusion zu verlagern und so die Korngrößte zu erhöhen.
• 🛠️ Beim Rekristallisationsglühen wird Stahl unterhalb der γ-α-Umwandlungstemperatur erwärmt, um die Verformungseigenschaften des Materials wiederherzustellen.
• 🧠 Beim Fusionsgrünen werden Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt bei Temperaturen zwischen 1050°C und 1300°C geglüht, um die Verteilung von Legierungselementen zu verbessern.
• 🎚️ Spannungsarme Glühen wird verwendet, um Eigenspannungen im Werkstück zu beseitigen, die durch ungleichmäßige Erwärmung oder Abkühlung entstehen können.
• 🔩 Eigenspannungen können die Festigkeit eines Werkstücks herabsetzen und zu Verzugsproblemen im nachfolgenden Zerspanungsprozess führen.
• 🔄 Die Wärmebehandlung ermöglicht es, die mechanischen Eigenschaften von Stahl durch gezielte Veränderung des Gefüges nachträglich zu optimieren.
• 📉 Eine heterogenes Gefüge nach Schmieden oder Walzen kann zu einer anisotropen Materialstruktur führen, was die Verformbarkeit des Stahls beeinträchtigt.
• ⏱️ Die Dauer der Glühbehandlung hängt von der Dicke des Werkstücks ab und kann mehrere Stunden betragen, um ausreichende Atomdiffusion zu ermöglichen.

Q & A

Was ist der Einfluss des Gefühls von einem Stall auf das Gefüge des Stahls?

Das Gefühl von einem Stall beeinflusst das Gefüge des Stahls nicht direkt, aber es ist ein metaphorischer Ausdruck, um die Eigenschaften und das Verhalten des Stahls zu beschreiben, die durch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren beeinflusst werden können.

Wie beeinflussen die Erstattungsbedingungen das Gefüge einer Stadt?

Die Erstattungsbedingungen haben keinen direkten Einfluss auf das Gefüge einer Stadt. Im Kontext des Stahls können sie jedoch die Art und Weise beeinflussen, wie das Material nach der Wärmebehandlung aussehen und sich verhält.

Was sind die Hauptgründe für die Entwicklung von Wärmebehandlungsverfahren?

Wärmebehandlungsverfahren wurden entwickelt, um unerwünschte Gefügeänderungen rückgängig zu machen und teilweise sogar vollständig neue Eigenschaften zu erzielen, indem das Gefüge durch hohe Temperaturen und gezielte Steuerung der Abkühlung verändert wird.

Wie wird das normale Glühen definiert?

Normales Glühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem der Stahl bis knapp über die Gleichgewichtskurve (GSK) erwärmt wird, so dass sich das Perlit vollständig in Austenit umwandelt. Der Stahl wird dann langsam an Luft abgekühlt, was zu einer feinen und homogenen Struktur führt.

Was ist das Ziel beim Weichglühen von Stahl?

Beim Weichglühen wird der Stahl erwärmt, um seine Verformbarkeit zu erhöhen, ohne seine mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Dies ist nützlich für Materialien, die in der Produktion leichter verformt werden müssen.

Wie wird die Verformbarkeit von Stahl verbessert, wenn es durch Weichglühen erhöht werden soll?

Beim Weichglühen werden Stähle bis knapp unterhalb der Perilit-Austenit-Umwandlungstemperatur erwärmt, was die Verformbarkeit erhöht, indem der lamellförmige Zementit in eine thermodynamisch günstigere, kugelige Form umgewandelt wird.

Was ist der Vorteil eines grobkörnigen Gefüges in Stahl?

Ein grobkörniges Gefüge bietet in der Regel eine bessere Zerspanbarkeit aufgrund der erhöhten Sprödigkeit der großen Körner, was insbesondere für kohlenstoffarme Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,3 Prozent von Vorteil sein kann.

Wie wird die Anisotropie in gewalzten Blechen verursacht?

Die Anisotropie in gewalzten Blechen entsteht durch die langgestreckten Kristalle, die als Walztextur bezeichnet werden. Diese kann zu einer erhöhten Neigung zur Rissbildung während des Verformungsprozesses führen.

Was ist das Ziel des Rekristallisationskerns?

Das Ziel des Rekristallisationskerns ist es, die verformten Kristalle eines umgeformten Gefüges wieder in ihre ursprüngliche Form zu bringen, um die Verformbarkeit des Materials wiederherzustellen und die Anisotropie zu reduzieren.

Wie wird die Konzentration von Legierungselementen im Gefüge beeinflusst, wenn sie nicht homogen verteilt sind?

Nicht homogene Verteilung der Legierungselemente im Gefüge kann zu sogenannten Kristallweigerungen führen, die unterschiedliche Eigenschaften innerhalb eines Kristalls verursachen können. Dies kann das Gefüge schwächen und durch nachträgliche Wärmebehandlung, wie das sogenannte Diffusionsgrün, beseitigt werden.

Was ist das Ziel von Spannungsarmglühen?

Das Ziel von Spannungsarmglühen ist es, die im Werkstück entstandenen Eigenspannungen zu beseitigen, die die Festigkeit des Werkstücks herabsetzen oder zu einem Verzug des Bauteils führen können, wenn sie sich plötzlich lösen.

Wie wird die Eigenspannung im Werkstück durch das Spannungsarmglühen reduziert?

Beim Spannungsarmglühen wird das Werkstück unterhalb der Perilit-Austenit-Umwandlungstemperatur erwärmt, wobei die Festigkeit des erwärmten Bauteils mit höherer Temperatur abnimmt und die Streckgrenze unter den Wert der Eigenspannungen fällt. Dadurch werden die Eigenspannungen durch plastische Verformung abgebaut, ohne dass das Gefüge sichtbar verändert.